DE102010053130B4

DE102010053130B4 - Doppelkupplungsgetriebe für Front-Quer-Anwendungen

Info

Publication number: DE102010053130B4
Application number: DE102010053130.8A
Authority: DE
Inventors: Jörg Müller; Rico Resch; Mirko Leesch
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN103189668B; DE102010053130A1; WO2012055382A1; WO2012055382A8; CN103189668A

Abstract

Lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (K1, K2), deren Eingangsseite mit einer Antriebswelle (An) und deren Ausgangsseite mit jeweils einer von zwei koaxial angeordneten Getriebeeingangswellen (W1, W2) des Getriebes verbunden sind, mit zumindest zwei Vorgelegewellensträngen (VWS1, VWS2), wobei ein erster Vorgelegewellenstrang (VWS1) zumindest drehbar gelagerte Losräder (8, 9, 10, 11) und ein erstes Abtriebsrad (5) und ein zweiter Vorgelegewellenstrang (VWS2) zumindest drehbar gelagerte Losräder (12, 13, 14, 15) und ein zweites Abtriebsrad (6) umfasst, mit auf den Getriebeeingangswellen (W1, W2) drehfest angeordneten Festrädern (3, 4), die wenigstens zum Teil mit den Losrädern (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) im Eingriff stehen und dementsprechend mindestens eine Zahnradebene (ZRE1, ZRE2, ZRE3, ZRE4) bilden, wobei mindestens eine Übersetzungsstufe (α, β, γ, δ, ε, ϕ, η, κ) gebildet wird, mit mehreren Schaltelementen (B, C, D, E, F, G, H, I) zur drehfesten Verbindung der Losräder (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15), der Abtriebsräder (5, 6) und der Getriebeeingangswellen (W1, W2), wobei die Abtriebsräder (5, 6) jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle (Ab) in Verbindung stehen und eine Abtriebsübersetzungsstufe (λ, µ) sowie eine Abtriebsebene (ABE) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu den Getriebeeingangswellen (W1, W2) eine weitere Getriebewelle (W3) angeordnet ist und auf der weiteren Getriebewelle (W3) zwei Festräder (1, 2) drehfest angeordnet sind und die weitere Getriebewelle (W3) mittels eines ersten Schaltelementes (A) drehfest mit einer ersten Getriebeeingangswelle (W1) verbindbar ist und in mindestens einem Vorgelegewellenstrang (VWS1, VWS2) ein Losrad (9, 15) mittels eines Schaltelementes (D, H) mit einem weiteren Losrad (10, 12) und mittels eines weiteren Schaltelementes (E, I) einem noch weiteren Losrad (11, 14) drehfest verbindbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für Fahrzeuge gemäß dem Patentanspruch 1.
Stand der Technik
Ein Doppelkupplungsgetriebe wird durch das Hauptmerkmal von zwei lastschaltbaren Kupplungen charakterisiert. Hauptaufgabe ist die Drehzahl-Drehmoment-Wandlung einer Antriebsmaschine, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors. Doppelkupplungsgetriebe werden zum Beispiel für quer in Kraftfahrzeuge eingebaute Verbrennungsmotoren verwendet. Die Kupplungs- und Synchronisierungsbetätigung des Getriebes kann zum Beispiel durch elektrische, mechanische und hydraulische Betätigungseinrichtungen automatisiert erfolgen.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 049 265 A1 ist ein lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe mit einer Abtriebswelle, zwei Getriebeeingangswellen, zwei Vorgelegewellen und einer Abtriebswelle bekannt. Die koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen sind jeweils mit zwei drehfest angeordneten Zahnrädern, die auch als Festräder bezeichnet werden, versehen. Auf den beiden Vorgelegewellen sind jeweils vier drehbar gelagerte Zahnräder, die auch als Losräder benannt werden, angeordnet. Je ein Festrad der Getriebeeingangswellen steht mit je einem Losrad der beiden Vorgelegewellen im Eingriff. Diese drei im Eingriff stehenden Zahnräder bilden eine Radebene. Insgesamt sind die Fest- und Losräder in vier Radebenen angeordnet. Zusätzlich kämmt jeweils ein Abtriebszahnrad der beiden Vorgelegewellen mit einem Festrad der Abtriebswelle. Unter Verwendung eines Losrades auf einer Zwischenwelle in einer der vier Zahnradebenen wird eine Drehrichtungsumkehr für die beiden Rückwärtsgänge ermöglicht. Mit acht Übersetzungsstufen in vier Radebenen und zwei weiteren Abtriebszahnradpaaren sind insgesamt acht lastschaltbare Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar.
Aus den Offenlegungsschriften WO 2010/070976 A1 und WO 2010/110343 A1 sind weitere Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen, zwei Vorgelegewellen, mehreren Radebenen mit Los- und Festrädern und zur Realisierung eines Rückwärtsgangs mit einer Zwischenwelle bekannt.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kompaktes lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe für quer eingebaute Verbrennungsmotoren bereitzustellen, welches mit vier Zahnradebenen und zwei separaten Abtriebsstufen der Vorgelegewellenstränge mindestens acht sequenziell lastschaltbare Vorwärtsgänge mit einer vorteilhaften Gangabstufung realisiert.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Doppelkupplungsgetriebe bereit, das über eine Antriebswelle sowie zur Antriebswelle zwei koaxial angeordnete Getriebeeingangswellen, zwei parallel angeordnete Vorgelegewellenstränge und einer parallel angeordneten Abtriebswelle verfügt. Die parallele Anordnung der An- und Abtriebswelle, der Getriebeeingangswellen und der Vorgelegewellenstränge sowie die Verteilung der Festräder, Losräder und Schaltelemente auf die Vorgelegewellenstränge, die Getriebeeingangswellen und einer weiteren koaxial zu den Getriebeeingangswellen angeordneten Getriebewelle ermöglicht eine kurze axiale Baulänge des Getriebes. Weiterhin wird der geringe Bauraum durch die Anordnung der nicht lastschaltbaren Formschlusselemente begünstigt. Vorteilhaft lassen sich acht der neun Schaltelemente zu vier beidseitig wirkenden Schaltelementeinheiten zusammenfassen. Wobei jeweils ein erstes oder zweites Schaltelement geschlossen werden kann. Diese Schaltelementeinheiten können durch einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden. Ausgeführt sind diese nicht lastschaltbaren Schaltelemente zum Beispiel als Synchronisierungen. Das erfindungsgemäße Getriebe zeichnet sich vor allem durch die besonderen Schaltkombination zwischen den Losrädern und den Abtriebsrädern der Vorgelegewellenstränge und zwischen der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebewelle aus, die durch die Anordnung der Schaltelemente ermöglicht werden.
Aus den vier Zahnradebenen ergeben sich durch die beiden parallel angeordneten Vorgelegewellenstränge acht Übersetzungsstufen beziehungsweise Zahnradsätze, da sich auf den beiden parallelen Vorgelegewellensträngen jeweils ein Zahnrad pro Zahnradebene befindet. Als Vorgelegewellenstrang wird dabei die Einheit aus jeweils vier Losrädern, dem Abtriebszahnrad und den zwei beidseitig wirkenden Schaltelementeinheiten bezeichnet, der sich über alle Zahnradebenen erstreckt. Durch die Mehrfachnutzung der Zahnradsätze zur Übersetzungsbildung können mit dem erfindungsmäßigen Doppelkupplungsgetriebe mindestens neun sequenziell lastschaltbare Vorwärtsgänge dargestellt werden. Weiterhin sind mindestens vier weitere Vorwärtsgänge möglich, die zum Teil untereinander und mit den neun genannten Vorwärtsgängen lastschaltbar sind.
Eine Getriebewelle wird koaxial auf einer Getriebeeingangswelle angeordnet. Auf dieser Getriebewelle sind zwei Festräder, angeordnet. Weiterhin kann auf beiden Vorgelegewellensträngen jeweils ein Losrad durch eine Schaltelementeinheit mit zwei weiteren Losrädern verbunden werden.
Die Anordnung der Schaltelemente in den Zwischenräumen der Zahnradebenen ist so gewählt, dass sich jeweils nur ein Schaltelement in einem Zwischenraum zwischen den koaxial zur Antriebswelle angeordneten Getriebeeingangswellen beziehungsweise der weiteren Getriebewelle und einem Vorgelegewellenstrang befindet. Dadurch können die Achsabstände der Vorgelegewellenstränge zur Antriebswelle reduziert werden. Gleichzeitig werden damit die Zahnraddurchmesser und somit die radialen Abmessungen des gesamten Getriebes verringert.
Die Realisierung vor allem der beiden ersten Vorwärtsgangübersetzungen erfolgt durch mehrere Zahnradstufen. Dadurch sind die Übersetzungen der Zahnradstufen relativ ausgeglichenen. Weiterhin haben die Achsabstände annähernd den gleichen Wert und die Schaltelemente sind platzsparend positioniert. Dies erlaubt eine sehr kompakte Konstruktion mit geringen radialen und axialen Abmessungen.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes ist die komfortable und an das Kennfeld der Arbeitsmaschine angepasste Gangabstufung. Durch das Doppelkupplungsgetriebe sind die Stufensprünge zwischen den ersten sechs Gängen abnehmend und die verbleibenden Stufensprünge auf einem niedrigen Niveau zur bestmöglichen Erschließung des Verbrennungsmotorverbrauchskennfeldes und zur Realisierung komfortabler, kleiner Stufensprünge.
Als weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes ist die besondere Struktur anzuführen, die es ermöglicht, in einer vorteilhaften Weise durch die Einsparung eines Schaltelementes und eines Losrades eine Abwandlung des Neungang-Doppelkupplungsgetriebes zu einem Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe durchzuführen.
Figurenliste
Beispielhaft wird hier eine Ausführung des erfindungsgemäßen lastschaltbaren Doppelkupplungsgetriebes dargestellt. Die dazugehörigen Figuren zeigen:

1: eine schematische Darstellung der Getriebestruktur des Neungang-Doppelkupplungsgetriebes und
2: die Schaltlogik und beispielhafte Übersetzungen sowie Stufensprünge der neun lastschaltbaren Vorwärtsgänge und der weiteren vier Vorwärtsgänge.

Das in 1 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Kupplungen K1, K2, die von einer Antriebswelle An angetrieben werden und als unabhängig voneinander schaltbare Reibkupplungen K1 und K2 ausgebildet sind. Jeweils eine Kupplung ist mit einer Getriebeeingangswelle W1 beziehungsweise W2 des Getriebes verbunden. Die beiden Getriebeeingangswellen W1 und W2 sind dabei koaxial zueinander und zur Antriebswelle An angeordnet. Die erste Getriebeeingangswelle W1 ist als Hohlwelle ausgebildet. Auf dieser ersten Getriebeeingangswelle W1, die mit einer ersten Kupplung K1 verbunden ist, ist ein Festrad 3 und eine weitere Getriebewelle W3 derart angeordnet, dass sich die beiden Getriebeeingangswellen und die weitere Getriebewelle W3 koaxial zueinander befinden. Auf der weiteren Getriebewelle W3 sind die Festräder 1 und 2 angeordnet. Die weitere Getriebewelle W3 lässt sich dabei über ein Schaltelement A drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle W1 verbinden. Die zweite Getriebeeingangswelle W2 ist mit einer zweiten Kupplung K2 verbunden und verfügt über ein Festrad 4.
Im Doppelkupplungsgetriebe sind weiterhin zwei Vorgelegewellenstränge VWS1 und VWS2 parallel zu den Getriebeeingangswellen W1 und W2 positioniert. Der erste Vorgelegewellenstrang VWS1 umfasst die Losräder 8, 9, 10, 11 und das Abtriebsrad 5, welches mit der Verzahnung der Abtriebswelle Ab im Eingriff steht. Der zweite Vorgelegewellenstrang VWS2 umfasst die Losräder 12, 13, 14, 15 und das Abtriebsrad 6, welches ebenfalls mit der Verzahnung der Abtriebswelle Ab im Eingriff steht. Die Losräder 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 lassen sich über die Schaltelemente B, C, D, E, F, G, H und I zum Teil untereinander oder auch mit den Abtriebsrädern 5 und 6 drehfest verbinden. Auf jedem der beiden Vorgelegenwellenstränge VWS1 und VWS2 lassen sich jeweils vier Schaltelemente zu zwei beidseitig wirkende Schaltelementeinheiten zusammenfassen. Auf dem ersten Vorgelegewellenstrang VWS1 sind dies die zusammengefassten Schaltelemente B-C und D-E und auf dem zweiten Vorgelegewellenstrang VWS2 die zusammengefassten Schaltelemente G-F und H-I.
Für das Doppelkupplungstriebe ergeben sich somit vier Zahnradebenen ZRE1, ZRE2, ZRE3 und ZRE4, die sich jeweils über die beiden Vorgelegewellenstränge VWS1 und VWS2, die Getriebeeingangswellen W1 und W2 und die weitere Getriebewelle W3 erstrecken. Weiterhin ergibt sich eine Abtriebsebene ABE, die sich über die beiden Vorgelegewellenstränge VWS1 und VWS2 und die Getriebeabtriebswelle Ab erstreckt.
Eine erste Zahnradebene ZRE1 besteht aus einem Festrad 1, welches drehfest mit der weiteren Getriebewelle W3 verbunden ist und die wiederum drehbar auf der ersten Getriebeeingangswelle W1 angeordnet ist, und über das Schaltelement A drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle W1 verbunden werden kann, aus einem Losrad 8, des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 das drehbar gelagert ist und mit dem Schaltelement B drehfest mit dem Abtriebsrad 5 der Abtriebsebene ABE verbunden werden kann und aus einem weiteren Losrad 12, des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 das drehbar gelagert ist und über das Schaltelement H drehfest mit einem Losrad 15 aus einer dritten Zahnradebene ZRE3 verbunden werden kann. Aus dem Losrad 8 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 und dem Festrad 1 der weiteren Getriebewelle W3 ergibt sich eine erste Übersetzungsstufe α und aus dem Losrad 12 des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 und dem Festrad 1 der weiteren Getriebewelle W3 eine zweite Übersetzungsstufe β.
Eine zweite Zahnradebene ZRE2 besteht aus einem Festrad 2, welches drehfest mit der Getriebewelle W3 verbunden ist und die wiederum drehbar auf der ersten Getriebeeingangswelle W1 angeordnet ist, und über das Schaltelement A drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle W1 verbunden werden kann, aus einem Losrad 10, des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 das drehbar gelagert ist und mit dem Schaltelement C drehfest mit dem Abtriebsrad 5 der Abtriebsebene ABE verbunden werden kann und mit dem Schaltelement D drehfest mit einem Losrad 9 aus einer vierten Zahnradebene ZRE4 verbunden werden kann und einem Losrad 14, das drehbar auf dem zweiten Vorgelegewellenstrang VWS2 gelagert ist und mit dem Schaltelement I drehfest mit einem Losrad 15 einer dritten Zahnradebene ZRE3 verbunden werden kann. Aus dem Losrad 10 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 und dem Festrad 2 der weiteren Getriebewelle W3 ergibt sich eine dritte Übersetzungsstufe γ und aus dem Losrad 14 des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 und dem Festrad 2 der weiteren Getriebewelle W3 eine vierte Übersetzungsstufe δ.
Die dritte Zahnradebene ZRE3 besteht aus einem Festrad 3, das drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle W1 verbunden ist, aus einem Losrad 11, des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 das drehbar gelagert ist und über das Schaltelement E mit einem Losrad 9 der vierten Zahnradebene ZRE4 verbunden werden kann und einem Losrad 15, des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 das drehbar gelagert ist und über das Schaltelement H mit einem Losrad 12 der ersten Zahnradebene ZRE1 drehfest verbunden werden kann und über das Schaltelement I drehfest mit dem Losrad 14 der zweiten Zahnradebene ZRE2 verbunden werden kann. Das Losrad 15 kann weiterhin über das Schaltelement G drehfest mit dem Abtriebsrad 6 verbunden werden. Aus dem Losrad 11 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 und dem Festrad 3 der ersten Getriebeeingangswelle W1 ergibt sich eine fünfte Übersetzungsstufe ε und aus dem Losrad 15 des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 und dem Festrad 3 der ersten Getriebeeingangswelle W1 eine sechste Übersetzungsstufe ϕ.
Die vierte Zahnradebene ZRE4 besteht aus einem drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle W2 verbundenem Festrad 4 und einem drehbar gelagerten Losrad 9 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1, das über das Schaltelement D mit einem Losrad 10 der zweiten Zahnradebene ZRE2 drehfest verbunden werden kann und über das Schaltelement E mit einem Losrad 11 der dritten Zahnradebene ZRE3 drehfest verbunden werden kann, und einem drehbar gelagerten Losrad 13, des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2, das über das Schaltelement F mit dem Abtriebsrad 6 drehfest verbunden werden kann. Aus dem Losrad 9 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 und dem Festrad 4 der zweiten Getriebeeingangswelle W2 ergibt sich eine siebente Übersetzungsstufe η und aus dem Losrad 13 des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 und dem Festrad 4 der zweiten Getriebeeingangswelle W2 eine achte Übersetzungsstufe κ.
Der Abtrieb der beiden Vorgelegewellenstränge VWS1 und VWS2 zur Abtriebswelle Ab erfolgt innerhalb einer Abtriebsebene ABE, wobei ein erstes Abtriebsrad 5 des ersten Vorgelegewellenstranges VWS1 mit der Verzahnung der Abtriebswelle Ab kämmt und eine neunte Übersetzungsstufe λ definiert und ein zweites Abtriebsrad 6 des zweiten Vorgelegewellenstranges VWS2 mit der Verzahnung der Abtriebswelle Ab kämmt und eine zehnte Übersetzungsstufe µ definiert.
Die Abtriebsebene ABE kann in vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes zwischen den Kupplungen K1 und K2 und der ersten Zahnradebene ZRE1 oder endseitig des Doppelkupplungsgetriebes neben der Zahnradebene ZRE4 oder endseitig des Doppelkupplungsgetriebes neben den Kupplungen K1 und K2 angeordnet sein. Als endseitig des Doppelkupplungsgetriebes ist die Lage einerseits des mit der ersten Kupplung K2 verbundenen Wellenendes der zweiten Getriebeeingangswelle W2 und andererseits des entsprechend gegenüberliegenden Wellenendes der Getriebeeingangswelle W2 zu verstehen. Mit anderen Worten ist als endseitig des Doppelkupplungsgetriebe die Lage eines ersten Endes des Doppelkupplungsgetriebes und ein gegenüberliegendes zweites Ende des Doppelkupplungsgetriebes zu verstehen, wobei sich zwischen den zwei Enden des Doppelkupplungsgetriebes die vier Zahnradebenen ZRE1, ZRE2, ZRE3 und ZRE4 sowie die beiden Kupplungen K1 und K2 befinden.
Als alternative Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels ist eine Positionierung der Synchronisation A im Zwischenraum der zweiten und dritten Zahnradebene ZRE2 und ZRE3 zur Verbindung der Getriebeeingangswelle W1 und der weiteren Getriebewelle W3 zur Verringerung der axialen Baulänge möglich.
In 2 wird die gangabhängige Schaltlogik der neun lastschaltbaren Vorwärtsgänge G1 bis G9 mit beispielhaften Getriebeübersetzungen und Stufensprüngen gezeigt. Weiterhin sind ebenfalls in 2 die Schaltlogik und die Getriebeübersetzungen der weiteren Vorwärtsgänge Ü1 bis Ü4 abgebildet. Die Schaltlogik der Vorwärtsgänge wird durch die gangabhängig geschlossenen Kupplungen K1 oder K2 und die geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D, E, F, G, H sowie I definiert. Die aus der Schaltlogik resultierende Mehrfachnutzung der Übersetzungsstufen zur Realisierung der Getriebeübersetzungen G1 bis G9 und der weiteren Getriebeübersetzungen Ü1 bis Ü4 ergibt sich wie folgt:

■ die erste Übersetzungsstufe α wird für die sechste und siebente Getriebeübersetzungen G6 und G7,
■ die zweite Übersetzungsstufe β wird für die erste und zweite Getriebeübersetzungen G1 und G2 und eine zweite und vierte weitere Getriebeübersetzung Ü2 und Ü4,
■ die dritte Übersetzungsstufe γ wird für die erste, zweite, vierte, siebente und neunte Getriebeübersetzungen G1, G2, G4, G7 und G9 und eine erste, zweite, dritte und vierte weitere Getriebeübersetzung Ü1, Ü2, Ü3 und Ü4,
■ die vierte Übersetzungsstufe δ wird für die vierte Getriebeübersetzung G4 und eine dritte weitere Getriebeübersetzung Ü3,
■ die fünfte Übersetzungsstufe ε wird für die erste Getriebeübersetzung G1,
■ die sechste Übersetzungsstufe ϕ wird für die erste, zweite, vierte, achte und neunte Getriebeübersetzungen G1, G2, G4, G8 und G9 und eine zweite und dritte weitere Getriebeübersetzung Ü2 und Ü3,
■ die siebente Übersetzungsstufe η wird für die erste, dritte, siebente und neunte Getriebeübersetzungen G1, G3, G7 und G9 und eine zweite, dritte und vierte weitere Getriebeübersetzung Ü2, Ü3 und Ü4,
■ die achte Übersetzungsstufe κ für die fünfte Getriebeübersetzung G5 und eine zweite und dritte weitere Getriebeübersetzung Ü2 und Ü3,
■ die neunte Übersetzungsstufe λ für die erste, zweite, dritte, vierte, sechste und siebente Getriebeübersetzung G1, G2, G3, G4, G6 und G7 und eine erste weitere Getriebeübersetzung Ü1,
■ die zehnte Übersetzungsstufe µ für die fünfte, achte und neunte Getriebeübersetzung G5, G8 und G9 und eine zweite, dritte und vierte weitere Getriebeübersetzung Ü2, Ü3 und Ü4

Für die Realisierung der neun lastschaltbaren Getriebeübersetzungen der Vorwärtsgänge G1 bis G9 und die vier Getriebeübersetzungen der weiteren Vorwärtsgänge Ü1 bis Ü4 ergibt sich folgende Nutzung der Übersetzungsstufen:

■ für den ersten Vorwärtsgang G1 sind dies demnach die sechs Übersetzungsstufen β, γ, ε, ϕ, η und λ,
■ für den zweiten Vorwärtsgang G2 sind dies demnach die vier Übersetzungsstufen β, y, ϕ und λ,
■ für den dritten Vorwärtsgang G3 sind dies demnach die zwei Übersetzungsstufen η und λ,
■ für den vierten Vorwärtsgang G4 sind dies demnach die vier Übersetzungsstufen γ, δ, ϕ und λ,
■ für den fünften Vorwärtsgang G5 sind dies demnach die zwei Übersetzungsstufen κ und µ,
■ für den sechsten Vorwärtsgang G6 sind dies demnach die zwei Übersetzungsstufen α und λ,
■ für den siebenten Vorwärtsgang G7 sind dies demnach die vier Übersetzungsstufen α γ, η und λ,
■ für den achten Vorwärtsgang G8 sind dies demnach die zwei Übersetzungsstufen ϕ und µ,
■ für den neunten Vorwärtsgang G9 sind dies demnach die vier Übersetzungsstufen γ, ϕ, η und µ,
■ für den weiteren Vorwärtsgang Ü1 sind dies demnach die zwei Übersetzungsstufen γ und λ,
■ für den weiteren Vorwärtsgang Ü2 sind dies demnach die sechs Übersetzungsstufen β, γ, ϕ, η κ, und µ,
■ für den weiteren Vorwärtsgang Ü3 sind dies demnach die sechs Übersetzungsstufen γ, δ, ϕ, η κ, und µ,
■ für den weiteren Vorwärtsgang Ü4 sind dies demnach die vier Übersetzungsstufen β, γ, η und µ.

Die in 2 dargestellten Stufensprünge der neun lastschaltbaren Vorwärtsgänge zeigen den harmonischen Verlauf, der bis zur sechste Übersetzung abnehmend ist und danach kleine Stufensprünge zur Erreichung der Bestpunkte im Verbrauchskennfeld des Verbrennungsmotors bereit stellt.
Figurenliste
Beispielhaft wird hier eine Ausführung des erfindungsgemäßen lastschaltbaren Doppelkupplungsgetriebes dargestellt. Die dazugehörigen Figuren zeigen:

3: eine schematische Darstellung der Getriebestruktur des Achtgang-Doppelkupplungsgetriebes und
4: die Schaltlogik und beispielhafte Übersetzungen und Stufensprünge der acht lastschaltbaren Vorwärtsgänge.

Das in 3 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe stellt eine besonders vorteilhafte Abwandlung des oben beschriebenen Neungang-Doppelkupplungsgetriebe dar. Durch die Einsparung des Schaltelementes E und des Losrades 11 ist eine Abwandlung des Neungang-Doppelkupplungsgetriebes zu einem Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe möglich.

Claims

Lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (K1, K2), deren Eingangsseite mit einer Antriebswelle (An) und deren Ausgangsseite mit jeweils einer von zwei koaxial angeordneten Getriebeeingangswellen (W1, W2) des Getriebes verbunden sind, mit zumindest zwei Vorgelegewellensträngen (VWS1, VWS2), wobei ein erster Vorgelegewellenstrang (VWS1) zumindest drehbar gelagerte Losräder (8, 9, 10, 11) und ein erstes Abtriebsrad (5) und ein zweiter Vorgelegewellenstrang (VWS2) zumindest drehbar gelagerte Losräder (12, 13, 14, 15) und ein zweites Abtriebsrad (6) umfasst, mit auf den Getriebeeingangswellen (W1, W2) drehfest angeordneten Festrädern (3, 4), die wenigstens zum Teil mit den Losrädern (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) im Eingriff stehen und dementsprechend mindestens eine Zahnradebene (ZRE1, ZRE2, ZRE3, ZRE4) bilden, wobei mindestens eine Übersetzungsstufe (α, β, γ, δ, ε, ϕ, η, κ) gebildet wird, mit mehreren Schaltelementen (B, C, D, E, F, G, H, I) zur drehfesten Verbindung der Losräder (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15), der Abtriebsräder (5, 6) und der Getriebeeingangswellen (W1, W2), wobei die Abtriebsräder (5, 6) jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle (Ab) in Verbindung stehen und eine Abtriebsübersetzungsstufe (λ, µ) sowie eine Abtriebsebene (ABE) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu den Getriebeeingangswellen (W1, W2) eine weitere Getriebewelle (W3) angeordnet ist und auf der weiteren Getriebewelle (W3) zwei Festräder (1, 2) drehfest angeordnet sind und die weitere Getriebewelle (W3) mittels eines ersten Schaltelementes (A) drehfest mit einer ersten Getriebeeingangswelle (W1) verbindbar ist und in mindestens einem Vorgelegewellenstrang (VWS1, VWS2) ein Losrad (9, 15) mittels eines Schaltelementes (D, H) mit einem weiteren Losrad (10, 12) und mittels eines weiteren Schaltelementes (E, I) einem noch weiteren Losrad (11, 14) drehfest verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens acht lastschaltbare Vorwärtsgänge realisieren lassen, indem ■ sich koaxial auf der ersten Getriebeeingangswelle (W1) die weitere Getriebewelle (W3) mit einem Festrad (1) in einer ersten Zahnradebene (ZRE1) und einem Festrad (2) in einer zweiten Zahnradebene (ZRE2) befindet und in der ersten Zahnradebene (ZRE1) mit einem Losrad (8) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (12) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) sowie in der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mit einem Losrad (10) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (14) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht, ■ in einer dritten Zahnradebene (ZRE3) ein Festrad (3) auf der ersten Getriebeeingangswelle (W1) mit einem Losrad (15) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht, ■ in einer vierten Zahnradebene (ZRE4) ein Festrad (4) auf einer zweiten Getriebeeingangswelle (W2) mit einem Losrad (9) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (13) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht, ■ die weitere Getriebewelle (W3) mit den Festrädern (1, 2) mittels des ersten Schaltelementes (A) mit der ersten Getriebeeingangswelle (W1) drehfest verbindbar ist, ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) das Losrad (8) der ersten Zahnradebene (ZRE1) mittels eines zweiten Schaltelementes (B) und das Losrad (10) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines dritten Schaltelementes (C) mit einem ersten Abtriebsrad (5) der Abtriebsebene (ABE) drehfest verbindbar ist, ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) das Losrad (9) der vierten Zahnradebene (ZRE4) mit dem Losrad (10) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines vierten Schaltelementes (D) drehfest verbindbar ist, ■ im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) entweder das Losrad (15) der dritten Zahnradebene (ZRE3) mittels eines siebenten Schaltelementes (G) oder das Losrad (13) der vierten Zahnradebene (ZRE4) mittels eines sechsten Schaltelementes (F) mit einem zweiten Abtriebsrad (6) der Abtriebsebene (ABE) drehfest verbindbar ist, ■ und im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) das Losrad (15) der dritten Zahnradebene (ZRE3) mit dem Losrad (12) der ersten Zahnradebene (ZRE1) mittels eines achten Schaltelementes (H) und dem Losrad (14) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines neunten Schaltelementes (I) drehfest verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens neun lastschaltbare Vorwärtsgänge realisieren lassen, indem ■ sich koaxial auf der ersten Getriebeeingangswelle (W1) die weitere Getriebewelle (W3) mit einem Festrad (1) in einer ersten Zahnradebene (ZRE1) und einem Festrad (2) in einer zweiten Zahnradebene (ZRE2) befindet und in der ersten Zahnradebene (ZRE1) mit einem Losrad (8) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (12) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) sowie in der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mit einem Losrad (10) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (14) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht, ■ in einer dritten Zahnradebene (ZRE3) ein Festrad (3) auf der ersten Getriebeeingangswelle (W1) mit einem Losrad (11) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (15) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht und ■ in einer vierten Zahnradebene (ZRE4) ein Festrad (4) auf einer zweiten Getriebeeingangswelle (W2) mit einem Losrad (9) des ersten Vorgelegewellenstranges (VWS1) und einem Losrad (13) des zweiten Vorgelegewellenstranges (VWS2) im Eingriff steht, ■ die weitere Getriebewelle (W3) mit den Festrädern (1, 2) mittels des ersten Schaltelementes (A) mit der ersten Getriebeeingangswelle (W1) drehfest verbindbar ist, ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) das Losrad (8) der ersten Zahnradebene (ZRE1) mittels eines zweiten Schaltelementes (B) und das Losrad (10) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines dritten Schaltelementes (C) mit einem ersten Abtriebsrad (5) der Abtriebsebene (ABE) drehfest verbindbar ist, ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) das Losrad (9) der vierten Zahnradebene (ZRE4) mit dem Losrad (10) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines vierten Schaltelementes (D) und mit dem Losrad (11) der dritten Zahnradebene (ZRE3) mittels eines fünften Schaltelementes (E) drehfest verbindbar ist. ■ im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) entweder das Losrad (15) der dritten Zahnradebene (ZRE3) mittels eines siebenten Schaltelementes (G) oder das Losrad (13) der vierten Zahnradebene (ZRE4) mittels eines sechsten Schaltelementes (F) mit einem zweiten Abtriebsrad (6) der Abtriebsebene (ABE) drehfest verbindbar ist, ■ und im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) das Losrad (15) der dritten Zahnradebene (ZRE3) mit dem Losrad (12) der ersten Zahnradebene (ZRE1) mittels eines achten Schaltelementes (H) und dem Losrad (14) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) mittels eines neunten Schaltelementes (I) drehfest verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebeeingangswellen (W1, W2) durch mindestens ein fünftes Schaltelement (E) und mindestens zwei Übersetzungsstufen (ε, η) verbindbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das miteinander im Eingriff stehende ■ Losrad (8) der ersten Zahnradebene (ZRE1) des ersten Vorgelegewellestranges (VWS1) und Festrad (1) der ersten Zahnradebene (ZRE1) der weiteren Getriebewelle (W3) eine erste Übersetzungsstufe (α) gebildet wird, ■ Festrad (1) der ersten Zahnradebene (ZRE1) der weiteren Getriebewelle (W3) und Losrad (12) der ersten Zahnradebene (ZRE1) des zweiten Vorgelegewellestranges (VWS2) eine zweite Übersetzungsstufe (ß) gebildet wird, ■ Losrad (10) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) des ersten Vorgelegewellestranges (VWS1) und Festrad (2) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) der weiteren Getriebewelle (W3) eine dritte Übersetzungsstufe (γ) gebildet wird, ■ Festrad (2) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) der weiteren Getriebewelle (W3) und Losrad (14) der zweiten Zahnradebene (ZRE2) des zweiten Vorgelegewellestranges (VWS2) eine vierte Übersetzungsstufe (δ) gebildet wird, ■ Losrad (11) der dritten Zahnradebene (ZRE3) des ersten Vorgelegewellestranges (VWS1) und Festrad (3) der dritten Zahnradebene (ZRE3) der ersten Getriebeeingangswelle (W1) eine fünfte Übersetzungsstufe (ε) gebildet wird, ■ Festrad (3) der dritten Zahnradebene (ZRE3) der ersten Getriebeeingangswelle (W1) und Losrad (15) der dritten Zahnradebene (ZRE3) des zweiten Vorgelegewellestranges (VWS2) eine sechste Übersetzungsstufe (ϕ) gebildet wird, ■ Losrad (9) der vierten Zahnradebene (ZRE4) des ersten Vorgelegewellestranges (VWS1) und Festrad (4) der vierten Zahnradebene (ZRE4) der zweiten Getriebeeingangswelle (W2) eine siebente Übersetzungsstufe (η) gebildet wird, ■ Festrad (4) der vierten Zahnradebene (ZRE4) der zweiten Getriebeeingangswelle (W2) und Losrad (13) der vierten Zahnradebene (ZRE4) des zweiten Vorgelegewellestranges (VWS2) eine achte Übersetzungsstufe (κ) gebildet wird, ■ erste Abtriebsrad (5) der Abtriebsebene (ABE) des ersten Vorgelegewellestranges (VWS1) und der Verzahnung der Abtriebswelle (Ab) eine erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) gebildet wird, ■ zweite Abtriebsrad (6) der Abtriebsebene (ABE) des zweiten Vorgelegewellestranges (VWS2) und der Verzahnung der Abtriebswelle (Ab) eine zweite Abtriebsübersetzungsstufe (µ) gebildet wird.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: zumindest neun lastschaltbare Vorwärtsgänge (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9) entstehen, indem: ■ ein erster Vorwärtsgang (G1) über eine geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das jeweils geschlossene dritte, fünfte und achte Schaltelement (C, E, H) schaltbar ist und die zweite, dritte, fünfte, sechste und siebente Übersetzungsstufe (β, γ, ε, ϕ, η) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein zweiter Vorwärtsgang (G2) über eine geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene dritte und achte Schaltelement (C, H) schaltbar ist und die zweite, dritte und sechste Übersetzungsstufe (β, γ, ϕ) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein dritter Vorwärtsgang (G3) über die geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das jeweils geschlossene dritte und vierte Schaltelement (C, D) schaltbar ist und die siebente Übersetzungsstufe (η) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein vierter Vorwärtsgang (G4) über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene dritte und neunte Schaltelemente (C, I) schaltbar ist und die dritte, vierte und sechste Übersetzungsstufe (γ, δ, ϕ) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein fünfter Vorwärtsgang (G5) über die geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das geschlossene sechste Schaltelement (F) schaltbar ist und die achte Übersetzungsstufe (κ) sowie die zweite Abtriebsübersetzungsstufe (µ) nutzt, ■ ein sechster Vorwärtsgang (G6) über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene erste und zweite Schaltelement (A, B) schaltbar ist und die erste Übersetzungsstufe (α) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein siebenter Vorwärtsgang (G7) über die geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das jeweils geschlossene zweite und vierte Schaltelement (B, D) schaltbar ist und die erste, dritte und siebente Übersetzungsstufe (α, γ, η) sowie die erste Abtriebsübersetzungsstufe (λ) nutzt, ■ ein achter Vorwärtsgang (G8) über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das geschlossene siebente Schaltelement (G) schaltbar ist und die sechste Übersetzungsstufe (ϕ) sowie die zweite Abtriebsübersetzungsstufe (µ) nutzt, ■ ein neunter Vorwärtsgang (G9) über die geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das jeweils geschlossene erste, vierte und siebente Schaltelement (A, D, G) schaltbar ist und die dritte, sechste und siebente Übersetzungsstufe (γ, ϕ, η) sowie die zweite Abtriebsübersetzungsstufe (µ) nutzt.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ■ der erste Vorwärtsgang (G1) mit dem zweiten Vorwärtsgang (G2) ■ der zweite Vorwärtsgang (G2) mit dem dritten Vorwärtsgang (G3) ■ der zweite Vorwärtsgang (G2) mit dem fünften Vorwärtsgang (G5) ■ der dritte Vorwärtsgang (G3) mit dem vierten Vorwärtsgang (G4) ■ der dritte Vorwärtsgang (G3) mit dem achten Vorwärtsgang (G8) ■ der vierte Vorwärtsgang (G4) mit dem fünften Vorwärtsgang (G5) ■ der fünfte Vorwärtsgang (G5) mit dem sechsten Vorwärtsgang (G6) ■ der sechste Vorwärtsgang (G6) mit dem siebenten Vorwärtsgang (G7) ■ der siebente Vorwärtsgang (G7) mit dem achten Vorwärtsgang (G8) ■ der achte Vorwärtsgang (G8) mit dem neunten Vorwärtsgang (G9) lastschaltbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier weitere Übersetzungen für Vorwärtsgänge (Ü1, Ü2, Ü3, Ü4) durch die Übersetzungsstufen (α, β, γ, δ, ε, ϕ, η, κ), die Abtriebsübersetzungsstufen (λ, µ), die Kupplungen (K1, K2) und die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I) gebildet werden, indem ■ eine erste weitere Übersetzung eines Vorwärtsganges (Ü1) sich über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene erste und dritte Schaltelement (A, C) und sich dementsprechend aus der dritten Übersetzungsstufe (γ) sowie der ersten Abtriebsübersetzungsstufe (λ) ergibt, ■ eine zweite weitere Übersetzung eines Vorwärtsganges (Ü2) sich über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene vierte sechste und achte Schaltelement (H, D, F) und sich dementsprechend aus der zweiten, dritten, sechsten, siebenten und achten Übersetzungsstufe (β, γ, ϕ, η, κ) sowie der zweiten Abtriebsübersetzungsstufe (µ) ergibt, wobei der weitere Vorwärtsgang (Ü2) zumindest mit dem fünften Vorwärtsgang (G5) lastschaltbar ist, ■ eine dritte weitere Übersetzung eines Vorwärtsganges (Ü3) sich über die geschlossene erste Kupplung (K1) und über das jeweils geschlossene vierte, sechste und neunte Schaltelement (I, D, F) und sich dementsprechend aus der dritten, vierten, sechsten, siebenten und achten Übersetzungsstufe (γ, δ, ϕ, η, κ) sowie der zweiten Abtriebsübersetzungsstufe (µ) ergibt, wobei der weitere Vorwärtsgang (Ü3) zumindest mit dem fünften Vorwärtsgang (G5) lastschaltbar ist, ■ eine vierte weitere Übersetzung eines Vorwärtsganges (Ü4) sich über die geschlossene zweite Kupplung (K2) und über das jeweils geschlossene vierte, siebente und achte Schaltelement (D, H, G) und sich dementsprechend aus der zweiten, dritten und siebenten Übersetzungsstufe (β, γ, η) sowie der zweiten Abtriebsübersetzungsstufe (µ) ergibt.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufensprünge der Übersetzungen der zumindest ersten sechs Vorwärtsgänge (G1 bis G6) abnehmend sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Schaltelement (A) endseitig der weiteren Getriebewelle (W3) neben der ersten Zahnradebene (ZRE1) oder zwischen der zweiten Zahnradebene (ZRE2) und der dritten Zahnradebene (ZRE3) befindet.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I) als nicht lastschaltbare Formschlusselemente ausgeführt sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, vier, sechs oder acht Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I) zu einem, zwei, drei oder vier beidseitig wirkenden Schaltelementeinheiten (B-C, D-E, G-F, H-I) zusammengefasst werden.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass : ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) zwischen der ersten Zahnradebene (ZRE1) und der zweiten Zahnradebene (ZRE2) eine beidseitig wirkende Schaltelementeinheit (B-C) angeordnet ist, und / oder ■ im ersten Vorgelegewellenstrang (VWS1) zwischen der zweiten Zahnradebene (ZRE2) und der dritten Zahnradebene (ZRE3) eine beidseitig wirkende Schaltelementeinheit (D-E) angeordnet ist, und / oder ■ im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) zwischen der ersten Zahnradebene (ZRE1) und der zweiten Zahnradebene (ZRE2) eine beidseitig wirkende Schaltelementeinheit (H-I) angeordnet ist, und / oder ■ im zweiten Vorgelegewellenstrang (VWS2) zwischen der dritten Zahnradebene (ZRE3) und der vierten Zahnradebene (ZRE4) eine beidseitig wirkende Schaltelementeinheit (G-F) angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abtriebsebene (ABE) zwischen den Kupplungen (K1, K2) und der ersten Zahnradebene (ZRE1) oder endseitig neben den Kupplungen (K1, K2) oder endseitig neben der vierten Zahnradebene (ZRE4) befindet.